|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
柴达木野生黑果枸杞的空间遗传结构
植物生态学报
2020, 44 (6):
661-668.
DOI: 10.17521/cjpe.2019.0298
基于cpDNA序列, 研究柴达木野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum)的遗传多样性、遗传结构和单倍型进化关系, 可为其种群的遗传保护提供理论依据。该研究基于3个筛选的叶绿体多态引物: psbA-trnH、psbK-psbI和trnV, 利用群体遗传分析方法研究柴达木盆地野生黑果枸杞的遗传变异格局: 利用软件DnaSP 6.0和Permut 2.0计算分子多样性指标, 利用分子方差分析研究组间和种群间的遗传变异来源, 利用单倍型网络分析和主坐标分析研究单倍型的聚类关系; 利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的谱系进化关系。结果显示: 叶绿体序列psbA-trnH、psbK-psbI和trnV拼接后的总长度为1 454 bp, 鉴别出14个核苷酸变异位点, 共定义了7个单倍型。种群间总的遗传多样(hT)和种群内遗传多样性(hS)分别为0.916和0.512。AMOVA分析结果表明, 80%以上的遗传变异来源于组间和种群间。叶绿体单倍型的贝叶斯系统树和最大似然树均表明柴达木盆地黑果枸杞种群聚为2支: 德令哈和格尔木为一支, 诺木洪为另一支。单倍型网络和主坐标分析结果揭示的拓扑结构和聚类关系与系统树一致。Mantel检验结果表明柴达木黑果枸杞种群间的遗传距离与地理距离存在显著的弱相关关系(r = 0.591 1, p = 0.000 9)。柴达木盆地黑果枸杞种群具有较高的遗传多样性, 种群间遗传分化显著。从遗传多样性保护的角度而言, 具有较高遗传多样性的诺木洪林业站和格尔木新乐村种群可划分为保护管理单元。
表2
柴达木盆地黑果枸杞7个叶绿体单倍型及其变异位点
正文中引用本图/表的段落
基于cpDNA序列, 研究柴达木野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum)的遗传多样性、遗传结构和单倍型进化关系, 可为其种群的遗传保护提供理论依据。该研究基于3个筛选的叶绿体多态引物: psbA-trnH、psbK-psbI和trnV, 利用群体遗传分析方法研究柴达木盆地野生黑果枸杞的遗传变异格局: 利用软件DnaSP 6.0和Permut 2.0计算分子多样性指标, 利用分子方差分析研究组间和种群间的遗传变异来源, 利用单倍型网络分析和主坐标分析研究单倍型的聚类关系; 利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的谱系进化关系。结果显示: 叶绿体序列psbA-trnH、psbK-psbI和trnV拼接后的总长度为1 454 bp, 鉴别出14个核苷酸变异位点, 共定义了7个单倍型。种群间总的遗传多样(hT)和种群内遗传多样性(hS)分别为0.916和0.512。AMOVA分析结果表明, 80%以上的遗传变异来源于组间和种群间。叶绿体单倍型的贝叶斯系统树和最大似然树均表明柴达木盆地黑果枸杞种群聚为2支: 德令哈和格尔木为一支, 诺木洪为另一支。单倍型网络和主坐标分析结果揭示的拓扑结构和聚类关系与系统树一致。Mantel检验结果表明柴达木黑果枸杞种群间的遗传距离与地理距离存在显著的弱相关关系(r = 0.591 1, p = 0.000 9)。柴达木盆地黑果枸杞种群具有较高的遗传多样性, 种群间遗传分化显著。从遗传多样性保护的角度而言, 具有较高遗传多样性的诺木洪林业站和格尔木新乐村种群可划分为保护管理单元。
柴达木盆地黑果枸杞psbA-trnH、psbK-psbI和trnV的序列长度分别为511、394和549 bp, 多重比对及拼接后的总长度为1 454 bp, 包括14个核苷酸变异位点, 共定义了7个cpDNA单倍型(表2)。单倍型网络表明, 5个种群可分为两个地理组, 即德令哈和格尔木的3个种群为一组, 诺木洪的2个种群为另一组(图1)。hT为0.916, hS为0.512。对于种群组水平而言, 德令哈和格尔木组的平均单倍型多样性(0.461 ± 0.042)低于诺木洪组(0.567 ± 0.096), 而平均核苷酸多样性前者(0.001 04 ± 0.01)高于后者(0.000 42 ±0.07)。种群组内, 诺木洪林业站种群具有最高的单倍型多样性, 格尔木新乐村种群具有最高的核苷酸多样性, 而德令哈红光村和格尔木大格勒乡种群分别表现出了最低的单倍型多样性和核苷酸多样性(表1)。本研究测序的所有序列已全部上传美国国家生物技术信息中心(NCBI; 序列号: MT377568- MT377588)。
AMOVA分析结果和种群间较高的遗传分化系数都表明黑果枸杞种群间以及两个种群组间存在显著的遗传分化(表3)。叶绿体单倍型网络和PCoA分析均表明两个种群组间无共享单倍型, 具有显著的聚类关系(图2, 图3)。柴达木盆地黑果枸杞种群表型性状的分析也表明格尔木、德令哈与诺木洪的种群呈现2组(刘桂英等, 2016)。本研究中, 两个种群组相比, 诺木洪采样种群分布于荒漠盐土生境, 人类活动干扰较少, 黑果枸杞植株/灌丛长势较好。最大似然树和贝叶斯树均支持德令哈和格尔木的种群组与诺木洪的种群组之间显著的谱系分化(图3)。但基于核DNA标记对柴达木黑果枸杞种群的遗传研究表明种群间遗传分化较低, 绝大多数的遗传变异来源于种群内(王锦楠等, 2015)。这可能是因为叶绿体非编码区序列, 具有单亲遗传特点, 不仅在种间种内被频繁地检测到了较高的遗传变异(Ebert & Peakall, 2009), 还能显示出显著不同的地理分布和种群遗传分化(Flannery et al., 2006)。
本文的其它图/表
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
